專利名稱：一種去除順酐系統(tǒng)中輕重雜質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種順酐生產(chǎn)技術(shù)，特別是涉及一種去除順酐系統(tǒng)中輕重雜質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
順丁烯二酸酐，簡稱順酐，作為三大有機(jī)酸酐之一，是一種常用的重要有機(jī)化工原料。在不飽和聚酯樹脂、涂料、油漆、油墨、工程塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、飼料、油品添加劑、造紙、紡織等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，具有十分廣闊的發(fā)展前景。順酐的生產(chǎn)方法為:原料苯或正丁烷，與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)過程在某種催化劑作用下進(jìn)行，得到含順酐的反應(yīng)生成氣，經(jīng)過冷卻、吸收、解吸、精制回收等工藝過程得到產(chǎn)品順酐。其中，根據(jù)吸收方式的不同，可將工藝分為水吸收和溶劑吸收兩種方法。溶劑吸收法是目前采用較多的比較先進(jìn)的吸收方式，是在吸收塔內(nèi)通過溶劑吸收順酐氣形成富含順酐的富溶劑，以實(shí)現(xiàn)吸收順酐的目的，吸收溶劑為一種芳烴酯類，如(DBP、DIBE)。在溶劑吸收法的工藝中，氧化反應(yīng)后的含順酐生產(chǎn)氣是由多種氣體組成的混合物，不僅含有順酐、空氣等反應(yīng)的原料及產(chǎn)品，還含有水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)和可凝為焦油的重組分雜質(zhì)。水可與順酐發(fā)生反應(yīng)生成富馬酸，不僅影響順酐的收率而且富馬酸容易聚結(jié)，經(jīng)常會堵塞設(shè)備和管道；乙酸和丙烯酸都是會發(fā)生聚結(jié)反應(yīng)的物質(zhì)，經(jīng)常會在解吸、精制工段的塔頂冷凝器、塔底再沸器等處發(fā)生大面積的聚結(jié)，堵塞設(shè)備；反應(yīng)生成氣中的重組分，非常容易凝結(jié)成焦油物質(zhì)，操作溫度稍低就能夠凝結(jié)，會在全系統(tǒng)各低溫點(diǎn)處凝結(jié)堵塞設(shè)備，經(jīng)常需要停車清洗，對連續(xù)化的順酐生產(chǎn)造成了很大的影響。

針對以上問題，傳統(tǒng)的兩種工藝分別用不同的方式，單獨(dú)的除去輕雜質(zhì)和重雜質(zhì):傳統(tǒng)工藝一采用的方式是在吸收塔前，設(shè)置兩臺切換冷卻器(I開I備)，此種方式主要去除可凝為焦油的重雜質(zhì)。通過該冷卻器將反應(yīng)生成氣的溫度降至重雜質(zhì)的凝結(jié)溫度，此時重雜質(zhì)會在冷卻器內(nèi)部凝結(jié)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時間后(通常為10天)，重組分的凝結(jié)使冷卻器無法正常使用時，切換至備用冷卻器，然后拆除清洗堵塞的那臺冷卻器。通過此方法將重雜質(zhì)控制在一個地方凝結(jié)成焦油，再將其清除，并用切換冷卻器的方式使系統(tǒng)得以連續(xù)操作。(中國.非專利文獻(xiàn).蘭州石化公司2萬t/a正丁烷氧化法制順丁烯二酸酐裝置工藝流程及特點(diǎn).馬首驥，孫凱.石化技術(shù)與應(yīng)用，2008，26 (4):381 385)傳統(tǒng)工藝二采用的方式是在吸收塔底設(shè)置氣提塔通入壓縮空氣進(jìn)行氣提，此種方式主要去除水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)。利用氣提原理，使用高溫的熱空氣，在塔盤上與富溶劑進(jìn)行解除，使富溶劑中的低沸點(diǎn)組分(水、乙酸、丙烯酸)閃蒸氣化，從而實(shí)現(xiàn)去除輕組分的效果。通過此辦法可使吸收塔塔底采出的富溶劑中乙酸、丙烯酸和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)得到大幅下降，減少了水與順酐發(fā)生的反應(yīng)，乙酸、丙烯酸的聚結(jié)也得到了有效的抑制。(中國.非專利文獻(xiàn).正丁烷氧氣制順丁烯二酸酐吸收精制工藝分析.韓剛，楊柏倫.現(xiàn)代化工，2006，26 (增刊 2):353 356)傳統(tǒng)工藝通過以上措施，雖然使順酐系統(tǒng)內(nèi)的雜質(zhì)得到了處理，但依然存在以下不足:1.利用切換冷卻器的方式并沒有真正解決重組分凝結(jié)后的堵塞問題，只是緩解了堵塞的焦油對連續(xù)化生產(chǎn)的影響而已，依然需要定時的對切換冷卻器進(jìn)行清洗。重雜質(zhì)凝結(jié)的焦油緊緊的附著在列管內(nèi)，非常的難以清洗，又由于每臺切換冷卻器的重量都在loot以上，，大概10天就要拆卸清洗一次，由此需要大量的人工才能夠完成。且清洗會產(chǎn)生較多的污水，經(jīng)常拆卸冷卻器也會對設(shè)備本體造成腐蝕等情況，增加企業(yè)的運(yùn)行成本。2.吸收塔本身為滿足溶劑吸收順酐氣的要求，需要控制塔頂出氣在較低的溫度，而氣提過程是在吸收塔塔底通入高溫的氣提空氣，所以就需要更多的循環(huán)溶劑從塔內(nèi)帶走此部分的熱量，相應(yīng)消耗更多的循環(huán)冷卻水及電能。由于是在塔內(nèi)通入的空氣，為了不影響溶劑的吸收效果，通入的空氣量必須進(jìn)行控制，氣提效果并沒有得到最大的發(fā)揮，同時，吸收塔上部一直有冷介質(zhì)吸收溶劑對順酐氣中的順酐進(jìn)行噴淋吸收，相應(yīng)的含雜質(zhì)的氣提空氣在吸收塔也會在塔盤處與冷吸收溶劑進(jìn)行熱量和質(zhì)量傳遞，一部分雜質(zhì)又被吸收回溶劑中。綜合以上幾點(diǎn)，塔底采出的富溶劑中依然會存在一定量水和乙酸、丙烯酸等雜質(zhì)，系統(tǒng)運(yùn)行一段時間后，在后續(xù)解吸、精制等工段依然會出現(xiàn)堵塞設(shè)備和管道的情況。由于存在以上弊端，使用兩種方式去除輕、重雜質(zhì)的方式，始終無法令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明公開一種用氣提塔同時去除順酐系統(tǒng)中輕重雜質(zhì)的方法。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:單獨(dú)設(shè)置氣提塔，氣提塔主要由帶塔盤的上部塔體及錐底塔釜組成，利用氣提塔一個設(shè)備上下兩部分將水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)和可凝為焦油的重雜質(zhì)一起去除。水及乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)的去除方法是:以苯或正丁烷為原料，與空氣在反應(yīng)器中發(fā)生催化氧化反應(yīng)得到的含順酐氣體4，內(nèi)含水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)和可凝結(jié)為焦油的重雜質(zhì)，被溶劑I吸收成為富含順酐的富溶劑，富溶劑14通入錐形塔釜?dú)馓崴?5 ;高溫的壓縮空氣11通過分布器16在塔釜處進(jìn)入氣提塔15，在塔盤上與富溶劑14進(jìn)行接觸，將富溶劑內(nèi)的水、乙酸、丙烯酸快速的閃蒸汽化并被熱空氣從塔頂帶出，送往尾氣處理17?？赡秊榻褂偷闹仉s質(zhì)的去除方法是:取消切換冷卻器，重雜質(zhì)能夠與富溶劑一起到氣提塔的錐形塔釜部分靜置分層，在塔釜的錐底底部出口設(shè)置開關(guān)閥門18，正常操作時處于關(guān)閉狀態(tài)，錐底外部設(shè)置保溫夾套、盤管或電加熱；富溶劑的采出口在塔釜的中下部，為靜置分層后的干凈的富溶劑，同時在采出口處設(shè)置上擋板12，為了防止未靜置的含重組分的富溶液在氣提后直接采出；當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時間后，塔釜中的重雜質(zhì)達(dá)到一定量時，打開塔釜下方開關(guān)閥18，將重雜質(zhì)切出19。采取以上方法，本發(fā)明將比現(xiàn)有技術(shù)更加先進(jìn)、合理:第一，本發(fā)明單獨(dú)設(shè)置的氣提塔解決了高溫壓縮空氣通入吸收塔所帶來的高耗能、雜質(zhì)去除不徹底的問題。有效的降低了運(yùn)行成本和降低了雜質(zhì)含量提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解決了設(shè)備堵塞的問題。
第二，本發(fā)明使重雜質(zhì)一直保持液態(tài)的形式，通過靜置的方式使其與富溶劑分離，避免了堵塞切換冷凝器所帶來的的清洗、腐蝕等問題，減少了運(yùn)行和維護(hù)成本。


圖1:傳統(tǒng)工藝一不意不。1、吸收溶劑2、含輕雜質(zhì)富溶劑3、尾氣4、順酐氣體5、吸收塔6、切換冷卻器A 7、切換冷卻器B 8、切換閥門圖2:傳統(tǒng)工藝二流程示意示。9、含重雜質(zhì)富溶劑10、氣提塔11、高溫氣提空氣圖3:本發(fā)明的工藝流程示意圖12、擋板13、氣提塔進(jìn)料泵 14、含雜質(zhì)富溶劑15、錐形塔釜?dú)馓崴?6、空氣分布器17、氣提塔尾氣18、重雜質(zhì)出料閥19、重雜質(zhì)出20、干凈富溶劑
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明圖3的裝置，被溶劑I吸收成為富含順酐的富溶劑14通入錐形塔釜?dú)馓崴?5的上部，高溫的壓縮空氣11通過空氣分布器16通入到氣提塔中在塔盤上與富溶劑14進(jìn)行接觸，將富溶劑內(nèi)的水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)氣提至塔頂帶出，送往尾氣處理17 ；此時塔底閥門18處于關(guān)閉狀態(tài)，塔釜富溶劑的液位會逐漸升高，當(dāng)液面超過空氣分布器16后，開始富溶劑采出20 ;重雜質(zhì)一直在塔釜累積，當(dāng)運(yùn)行一段時間后打開塔底閥門將重雜質(zhì)切出，去往處理單元。以下列出三個實(shí)施工況，分別為本發(fā)明和傳統(tǒng)工藝一、傳統(tǒng)工藝二。實(shí)施工況1:錐形塔釜?dú)馓崴?nèi)同時去除系統(tǒng)內(nèi)的輕重雜質(zhì)(本發(fā)明圖3的裝置)順酐氣4 流量:100kg/hr吸收溶劑流量:16kg/hr壓縮空氣:流量3kg/hr、溫度150°C、壓力150kpa(g)氣提塔釜保溫形式:采用蒸汽伴熱保溫首先打開氣提塔釜的蒸汽伴熱管道閥門，使蒸汽將塔釜加熱，10分鐘后，打開吸收溶劑I進(jìn)料閥門，調(diào)整流量為16kg/hr，然后打開順酐進(jìn)氣4閥門，調(diào)節(jié)順酐氣流量為lOOkg/hr，溶劑將順酐氣吸收為富溶劑。打開壓縮空氣進(jìn)氣管道閥門，壓縮空氣11通過空氣分布器16噴入氣提塔，調(diào)整閥門開度，調(diào)節(jié)空氣流量在3kg/hr。然后打開氣提塔進(jìn)料泵13，將含雜質(zhì)富溶劑14送入氣提塔15內(nèi)，調(diào)整閥門開度，將流量調(diào)節(jié)至100kg/hr，富溶劑與壓縮空氣在塔板上進(jìn)行接觸，水及乙酸、丙烯酸與富溶劑分離，并與氣提空氣一起去往尾氣處理。通過液位計觀察，當(dāng)液位超過空氣分布器IOOmm時，打開富溶劑送出管道閥門，將氣提后的富溶劑20送出，此時塔釜底部閥門18 —直處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)裝置運(yùn)行10天后，此時重雜質(zhì)在塔釜處沉積成一定量，打開塔釜底部閥門18，將重雜質(zhì)切出。實(shí)施工況2:傳統(tǒng)工藝一的裝置去除系統(tǒng)中的重雜質(zhì)(本發(fā)明圖1的裝置)本工況沒有壓縮空氣，其他條件同實(shí)施工況I
首先打開切換冷卻器6的上下閥門打開，再打開冷卻水閥門，同時打開吸收溶劑I進(jìn)料閥門，調(diào)整流量為16kg/hr，然后打開順酐進(jìn)氣4閥門，調(diào)節(jié)順酐氣的流量為lOOkg/hr。裝置運(yùn)行10天后，打開切換冷卻器7的上下閥門，并關(guān)閉切換冷卻器6的上下閥門，然后拆卸清洗切換冷卻器6。實(shí)施工況3:傳統(tǒng)工藝二的裝置去除系統(tǒng)中的輕雜質(zhì)(本發(fā)明圖2的裝置)條件同實(shí)施工況1首先，打開吸收溶劑I進(jìn)料閥門，調(diào)整流量為16kg/hr，然后打開順酐進(jìn)氣4閥門，調(diào)節(jié)順酐氣流量為lOOkg/hr，溶劑將順酐氣吸收為富溶劑。打開壓縮空氣11進(jìn)氣管道閥門，調(diào)節(jié)空氣流量在3kg/hr。富溶劑與壓縮空氣在塔板上進(jìn)行接觸，水及乙酸、丙烯酸與富溶劑分離，并與氣提空氣一起去往尾氣處理。運(yùn)行一段時間。對三種工況的采出富溶劑取樣測量，數(shù)據(jù)統(tǒng)計如下:
權(quán)利要求
1.一種去除順酐系統(tǒng)中輕重雜質(zhì)的方法，其特征在于:以苯或正丁烷為原料，與空氣在反應(yīng)器中發(fā)生催化氧化反應(yīng)得到的含順酐氣體4，內(nèi)含水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)和可凝結(jié)為焦油的重雜質(zhì)，被溶劑I吸收成為富含順酐的富溶劑，富溶劑14通入錐形塔釜?dú)馓崴?5中，高溫的壓縮空氣11通過空氣分布器16通入到氣提塔中在塔盤上與富溶劑14進(jìn)行接觸，將富溶劑內(nèi)的水、乙酸、丙烯酸等輕雜質(zhì)氣提至塔頂帶出，送往尾氣處理17 ;重雜質(zhì)與富溶劑在塔釜中靜置分層，一段時間后打開塔釜底部閥門將重雜質(zhì)切出19，塔釜處設(shè)保溫；干凈的富溶劑20由上部出口采出。
2.針對權(quán)利要求1中的吸收溶劑I，其特征在于可以是環(huán)烷酸二烷基脂類(DIBE)或鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。
3.針對權(quán)利要求1中的錐形塔釜?dú)馓崴?5，其塔釜特征在于可以是圓錐形式，多面方錐形式，也可以是橢圓封頭形式。
4.針對權(quán)利要求1中的含雜質(zhì)的富溶劑14，其組成的特征在于:富溶劑70% 99%、水1% 30%、乙酸0.0001% 5%、丙烯酸0.0001% 5%、重雜質(zhì)0.0001% 5%。
5.針對權(quán)利要求1中的高溫的壓縮空氣11，其特征在于壓力:10kpa(g) IOOOkpa (g);溫度:50 4000C ο
6.針對權(quán)利要求1中干凈的富溶劑20，其組成的特征在于:富溶劑70% 100%、水0.000001 % 5 %、乙酸0.000001 % I %、丙烯酸0.000001 % I %、重雜質(zhì)0.000001% 1%。
7.針對權(quán)利要求1中空氣分布器16，其特征在于分布器上設(shè)置多個出氣小孔。
8.針對權(quán)利要求1中富溶劑出口，其特征在于在出口處設(shè)置擋板12。
全文摘要
本發(fā)明公開一種順酐生產(chǎn)領(lǐng)域的去除水、乙酸、丙烯等輕雜質(zhì)和可凝結(jié)為焦油的重雜質(zhì)的方法，傳統(tǒng)兩種技術(shù)采用在吸收塔底設(shè)置氣提塔通入空氣氣提，在吸收塔前設(shè)置兩臺切換冷卻器的方式分別去除輕重雜質(zhì)，在實(shí)際運(yùn)行中重雜質(zhì)凝結(jié)在切換冷卻器內(nèi)清洗頻繁、困難；輕雜質(zhì)在吸收塔內(nèi)氣提，耗能高，去除雜質(zhì)不徹底。本發(fā)明單獨(dú)設(shè)置氣提塔并將塔釜設(shè)計成錐形的方法，在塔上部與空氣氣提去除輕雜質(zhì)，在塔釜靜置去除重雜質(zhì)，不僅有效的降低了雜質(zhì)含量提高了產(chǎn)品質(zhì)量，解決了設(shè)備堵塞的問題，而且操作簡單，適用于溶劑吸收法順酐裝置的新建和技術(shù)改造，將大大提高順酐生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C07D307/60GK103193739SQ20131012995
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月16日
發(fā)明者王輝 申請人:北京秦唐工程有限公司